为什么要用Rust取代C/C ++重写Python底层？

python rust| 2017-08-04

Rust是Mozilla开发的注重性能和内存安全的语言，它的设计目的是逐渐取代C/C ++，但这个过程还需要一段时间。

值得肯定的是，Rust在现有阶段可以取代传统上部分C语言库。用于统计和机器学习的Python系统中的大部分内容都是用C语言编写而成的，所以模块被重写的可能性非常大。

图0：为什么要用Rust取代C/C ++重写Python底层？

虽然Rust是编译型语言，Python是解释型语言，但是由于两者的ABI(应用程序二进制接口)在设计上存在相似性，Rust代码可以应用到Python上。现在一些Rust包已经被用于Python绑定，通过Rust库也可以将C语言的API应用到Python上。

大量新项目的应用使得开发Rust库更容易，方便绑定Python和部署具有Rust二进制文件的Python软件包。下面4个项目的实际应用，说明结合Python与Rust在一定程度上完全可以取代C/C ++。

Rust-CPython

定义：Rust-Cpython就是在Rust中CPython运行时的一组绑定，Rust程序连接到CPython上，使用它的ABI来运行Python程序，在Rust环境下与Python的面向对象一起工作。

适用对象：熟练使用控制CPython的Rust程序员。需要注意的是，由于Python对象管理方式的问题，Rust的内存安全性能并不能完全发挥作用，所以使用要谨慎。

图1：为什么要用Rust取代C/C ++重写Python底层？

PyO3

定义：对于Rust开发人员来讲，PyO3项目提供了两个方向的基本方法来编写绑定Python的Rust软件。Rust程序可以与Python对象和解释器接口，并且可以与C模块相同的方式将Rust应用到Python中。

PyO3支持的Python功能有限，但是实现最基本的功能还是可以的。PyO3惯用的Rust功能是通过装饰既有代码去实现Python-aware。

适用人员：那些编写与Python运行直接交互模块的程序员。

Snaek

定义：在这个项目的早期阶段，Snaek允许开发人员根据需要创建加载Python动态的Rust库，但是这个Rust库不依赖于静态连接Python的运行。Rust库使用Snaek时，不需要专门针对Python进行编写，只公开C语言兼容的方法就可以了。但Snaek的一个潜在缺点是不能使用ctypes，ctypes是与C代码接口的标准Python库，它使用的是cffi。cffi是由PyPy团队开发的一个备选库，学习cffi并不难，但如果真的要使用cffi，一些已经使用ctypes的项目都需要重写。

适用人员：将Rust写入的方法应用到Python脚本中或想对Python做进一步了解的Rust程序员。

图2：为什么要用Rust取代C/C ++重写Python底层？